Je kunt veel meer slimme apparaten aansluiten dan alleen koffiemachines. Er zijn verschillende persoonlijke en zakelijke toepassingsscenario's waarbij het IoT bestaande oplossingen kan verbeteren of zelfs nieuwe benaderingen in het leven kan roepen. In dit deel bespreken we de belangrijkste toepassingen van het IoT en bekijken we hoe de mogelijkheden van het IoT zich blijven uitbreiden. Let wel, sommige van deze voorbeelden zijn vandaag eerder een concept, terwijl andere bestaande producten zijn.
Slimme huizen
Een studio, flat, of zelfs een heel huis kan worden uitgerust met IoT-technologie op basis van onze behoeftes, gewoonten en dagelijkse routines. Wanneer je zelf een IoT-systeem opbouwt, ben jij de integrator die deze slimme ‘dingen’ samenstelt, ze op het internet aansluit en jouw behoeftes ontwerpt en beschrijft. Het opbouwen van een IoT-systeem om een flat of huis slim te maken en dat op onze behoeftes kan reageren, vereist ook elementaire IT-vaardigheden en algemene zelfkennis. Verschillende bedrijven verkopen IoT-apparaten aan eigenaars om een op IoT gebaseerde oplossing te ontwerpen, zodat ze een huis op maat kunnen hebben dat reageert op hun gewoonten en behoeftes.
In de meeste IoT-systemen, en ook in huizen met IoT-voorzieningen, vormen sensoren en actuatoren de volledige IoT-oplossing ter plaatse. Voor het toezicht op en de interactie met het systeem kan gebruik worden gemaakt van speciale controllers of specifieke toepassingen op smartphones en tablets.
Verschillende gadgets kunnen dienen als IoT-elementen voor slimme huizen. Laten we er eens een paar onder de loep nemen:
Verlichting:
Slimme gloeilampen kunnen worden aangesloten op het IoT-netwerk van een slim huis. Door deze verbinding kunnen lampen reageren op meldingen die de gebruiker heeft ingesteld. Via gezichtsherkenning (een camera bij de voordeur) kunnen lampen bijvoorbeeld automatisch aangaan als we thuiskomen en automatisch uitgaan als we het huis verlaten. Met bewegingssensoren kunnen lichten dan weer worden in- en uitgeschakeld op basis van de beweging van de gebruiker. De verlichting kan zich ook aanpassen aan de weersomstandigheden die van het internet worden gedownload of zich aanpassen aan onze emotionele toestand. Het IoT-systeem raadt dan op basis van ons gedrag.
Deuren:
Ook deuren worden ‘slimmer’ met het IoT. Een ander voorbeeld van gezichtsherkenning met op camera's gebaseerde IoT-systemen is een slimme vergrendelings-/ontgrendelingssensor op de deur, die verbonden is met een camera. Wanneer alle gezinsleden het huis verlaten, vergrendelt de deur zichzelf, en wanneer het eerste gezinslid thuiskomt, gaat de deur open.
Ramen en jaloezieën:
Ramen kunnen automatisch reageren met sensoren die reageren op weersveranderingen, de binnen- en buitentemperatuur en de luchtkwaliteit. De ramen kunnen bijvoorbeeld automatisch sluiten als het regent of opengaan als de luchtkwaliteit binnen slechter wordt. Raamjaloezieën kunnen reageren op de hoeveelheid binnenkomend zonlicht door de gordijnen automatisch dicht te trekken.
Koelkast:
Een slimme koelkast kan het aantal beschikbare producten in de koelkast detecteren en controleren. Wanneer een essentieel levensmiddel opraakt, verwittigt de koelkast niet alleen de gebruiker, ze kan ook automatisch bestellen op het internet.
Tuin:
Ook de buitenkant van een huis kan worden uitgerust met IoT-apparaten. Sensoren kunnen de droogte van de grond meten en als die te droog is, geeft een automatisch systeem de tuin water. Als het gras een bepaalde hoogte overschrijdt, maait een robotmaaier het gazon.
Gezien het complete netwerk van IoT-sensoren kan ons huis op allerlei manieren nog slimmer worden, bijvoorbeeld op het gebied van beveiliging en energie-efficiëntie.
Beveiligingssysteem:
Op basis van de aangesloten verlichting, deuren, ramen en gordijnen kan een slim beveiligingssysteem worden gecreëerd dat de aanwezigheid van het gezin nabootst en ook waarschuwingen verstuurt als iemand van buiten de familie de woning probeert te betreden.
Optimalisering van het energieverbruik:
Op basis van de verzamelde gegevens over ons gedrag thuis en ons energieverbruik kan een energieprofiel worden opgesteld en geoptimaliseerd door ongebruikte lichten automatisch uit te schakelen, te zorgen voor slimme ventilatie op basis van de temperatuur en luchtkwaliteit binnen en buiten, en ook een adaptief en automatisch verwarmingssysteem te hebben.
Deze en andere sensoren en actuatoren kunnen worden betrokken bij een op IoT gebaseerde slimme woning. De gebruiker kiest, als integrator, de componenten uit in functie van zijn specifieke behoeftes.
Gezondheidszorg
Onze huizen kunnen we uitrusten met IoT-apparaten, maar hoe zit het eigenlijk met onszelf? Kunnen wij een IoT-geschikt lichaam hebben? Natuurlijk! Maar maak je geen zorgen, daarvoor heb je geen implantaten nodig. Er zijn veel IoT-sensoren die je probleemloos kunt dragen, denk maar aan smartwatches, slimme schoenen of een bloedzuurstofmonitor, en je kunt IoT-apparaten zoals slimme kussens en slimme medicijnkastjes gebruiken.
Met behulp van deze sensoren kunnen heel wat gegevens over de gebruiker worden verzameld. Deze kunnen vervolgens worden geanalyseerd door de gebruiker, door professionals of door computerprogramma's, met het oog op een gezonder leven of betere sportprestaties.
Laten we eens kijken naar enkele voorbeelden van de toepassing van IoT-sensoren in sport en gezondheidszorg:
Amateursport:
De meest gebruikte wearable producten zijn tegenwoordig smartwatches. Ze kunnen het aantal genomen stappen, verbrande calorieën, verstreken actieve tijd, hartslag, slaaptijd en slaapkwaliteit bijhouden. Op basis van deze cijfers kunnen mensen hun dagelijkse activiteiten en slaaptijden aanpassen en zo hun gezondheid verbeteren.
Semiprofessionele/professionele sport:
Voor semiprofessionele en professionele sporters worden de verzamelde gegevens opgestuurd en beoordeeld door een trainer (persoonlijk of op afstand via het internet). Op basis van deze gegevens doet de trainer suggesties voor het trainingsplan. Specifieke sporten op professioneel niveau kunnen zijn uitgerust met meer geavanceerde sensoren die de trainer helpen een preciezer trainingsplan op te stellen, zoals een schoen met een vermogensmeter voor fietsen en hardlopen of een bloedzuurstofmeter.
Persoonlijke gezondheidszorg:
Persoonlijke verantwoordelijkheid en risicopreventie zijn van cruciaal belang voor de gezondheidszorg. Zelfs zonder tussenkomst van medische professionals kan op gegevens gebaseerde kennis over de gezondheidstoestand van mensen levens redden. Smartwatches met ECG-ondersteuning kunnen sommige ernstige hartziekten opsporen, polsslagmeters kunnen je waarschuwen voor abnormale hartslagzones en zelfs het kennen van jouw dagelijkse activiteiten en slaaptijden kan een grote impact hebben.
Professionele gezondheidszorg:
Gezondheidsgegevens kunnen ook door artsen worden gecontroleerd. Mensen die aan chronische ziekten lijden, volgen hun behandelplan vaak niet op. Met het gebruik van draagbare IoT-apparaten worden de gewoonten en de gezondheidsstatus van een patiënt volledig transparant voor artsen. Dankzij het IoT kunnen artsen hun patiënten nu waarschuwen om het medische plan te volgen en kunnen ze ook het waar nodig aanpassen. Indien nodig kan de arts ook voorstellen om een persoonlijke afspraak te maken.
Zelfs als alleen al de momenteel beschikbare IoT-apparaten zouden worden gebruikt in de sport en de gezondheidszorg, zouden mensen een aanzienlijke verbetering van hun algemene gezondheidsstatus hebben. En we staan nog maar aan het begin van de IoT-revolutie!
Landbouw
We hebben in de vorige twee casestudies gezien hoe het IoT het persoonlijk welzijn, het leven thuis en de gezondheid kan verbeteren. Wat hebben we verder nog nodig? Voedsel! Laten we eens kijken hoe het IoT ons kan helpen om op continue basis voedsel van betere kwaliteit én meer voedsel te produceren tegen lagere kosten.
Naarmate de bevolking groeit, moet de voedselproductie gelijke tred houden zonder in te boeten op kwaliteit. Het IoT kan een ware revolutie in de landbouw op gang brengen.
Gedurende het grootste deel van de geschiedenis van de mensheid werden gegevens niet verzameld door machines, maar deelden boeren hun ervaringen met hun familie en buren. Op basis van hun eigen en gedeelde ervaringen ontwikkelden zij een strategie om planten te telen en dieren te fokken. Deze strategie werd steeds aangepast aan de nieuwste ervaringen en aan veranderingen in het milieu en het weer.
Maar nu zijn de behoeftes van de samenleving veranderd en toegenomen, en de productie heeft zich daaraan aangepast. Het gebruik van gegevens is de grootste succesfactor in de productieplanning. Het verzamelen van gegevens is geen handmatig proces meer - het gaat automatisch en kan wereldwijd functioneren. Als een op gegevens gebaseerde strategie in de VS werkt, zou zij waarschijnlijk ook in Europa werken, zolang er maar rekening wordt gehouden met alle belangrijke aspecten, zoals temperatuur, vochtigheid, soorten zaad/dieren, mineralen in het water, enz.
Wanneer sensoren worden gebruikt om gegevens te verzamelen in de landbouw, en die gegevens worden gebruikt om beslissingen te nemen, hebben we al slimme landbouw. In een volledig IoT-gebaseerd slim landbouwsysteem verzamelen sensoren niet alleen gegevens, maar past een geautomatiseerde strategie het proces aan de hand van de verzamelde informatie aan om de productie te verbeteren.
In de landbouw kan bijna elke nuance van de productie worden gemonitord door sensoren: temperatuur, vochtigheid, bodemvochtigheid, nutriëntengehalte, gewicht, uren zonlicht, enz. De verzamelde gegevens worden naar een centrale computer gestuurd, waar boeren en applicaties ze analyseren om slimmere beslissingen te nemen over de volgende stappen.
Geoptimaliseerde bewatering:
Door bijvoorbeeld de vochtigheid van de grond te monitoren en rekening te houden met de weersvoorspelling van het internet, kan automatisch worden berekend hoeveel water er moet worden gegeven. Op die manier wordt geld bespaard op onnodig waterverbruik en kunnen plantenziekten worden voorkomen doordat de planten niet te veel water krijgen.
Hoe zit het met dieren? Het liefst hebben we gezonde dieren. De dagelijkse activiteiten van een dier kunnen ook worden gemonitord met sensoren, bijvoorbeeld aan een halsband of aan hun poten. Op basis van de door de halsband verzamelde bewegingspatronen zijn de locatie en het activiteitentype (rusten, bewegen, eten) van de dieren bekend. Op basis van deze gegevens kan een consistente dagelijkse routine worden ontwikkeld die de productie van melk, eieren en andere voedingsmiddelen optimaliseert. Dieren kunnen ook IoT-sensoren in hun lichaam hebben. Door ervoor te zorgen dat dieren gezonder zijn, kan de kwaliteit en kwantiteit van producten zoals melk worden verbeterd, wat ook betekent dat mensen gezonder zullen zijn.
Productie
Na te hebben begrepen hoe het IoT ons leven kan verbeteren (huis, gezondheid en voeding), laten we eens nadenken over de andere sectoren waar het IoT belangrijke verbeteringen kan bewerkstelligen.
Het productieverhaal is vergelijkbaar met landbouw: zonder verzamelde gegevens bepaalde de ervaring (en feedback van klanten) de strategie van de volgende productiecyclus. Door het IoT in een fabriek te integreren, kunnen gegevens uit verschillende bronnen worden verzameld, wat helpt om de productie te optimaliseren op het vlak van kwaliteit, kwantiteit, consistentie en kostenefficiëntie.
Na de voorgaande voorbeelden zou je veel ideeën moeten hebben over de soorten sensoren die in de productie kunnen worden toegepast. Bij de productie kunnen IoT-sensoren worden gebruikt om parameters op te nemen van:
de omgeving, zoals vochtigheid, temperatuur, luchtkwaliteit, seismische activiteiten, geluidsniveaus en geluiden
het productieproces, met camerabeelden, stroom en spanning, koppel- en hoekmetingen, om er maar een paar te noemen.
Slim solderen:
Denk bij wijze van voorbeeld aan slim solderen van printplaten met IoT-toepassing. De belangrijkste stappen zijn het toevoegen van soldeerpasta aan de blootliggende pads, het plaatsen van de te solderen componenten, het plaatsen van het soldeerapparaat, het instellen van de temperatuur door de tijd voor het smelten van de soldeerpasta, en het koelen. Om een product van hoge kwaliteit te maken, moeten al deze stappen nauwkeurig en met de juiste instellingen worden uitgevoerd. De juiste instellingen kunnen echter verschillend zijn op verschillende dagen en in verschillende periodes van het jaar. Temperatuur, vochtigheid, materialen, slijtage: al deze factoren kunnen de algemene kwaliteit beïnvloeden. Door gegevens te verzamelen en te analyseren, eventueel op vele machines en in vele fabrieken, kan een dieper inzicht en kennis worden verworven, waardoor de instellingen kunnen worden aangepast aan de andere parameters van het systeem.
Machinediagnostiek
In de productie kunnen de gegevens die door IoT-sensoren worden verzameld, niet alleen worden gebruikt voor geoptimaliseerde productieprestaties, maar ook voor voorspellend onderhoud. Om dit te doen, verzamelen we gegevens van het productieproces wanneer we zeker weten dat alles goed werkt. Later, als sommige machines in de productielijn een klein probleem vertonen (zoals tandwielen die versleten raken) dat geen negatief effect heeft op de geproduceerde producten, kunnen de verzamelde gegevens toch de vroege symptomen van latere storingen aangeven. Dit betekent dat het vereiste onderhoud kan worden gepland met de minste downtime, wat tijd en kosten bespaart.
Onderwijs
Slimme scholen kunnen worden uitgerust met IoT-compatibele sensoren, onder meer in het gebouw, de klaslokalen, de sportzaal en de kantine. Het gebouw kan worden uitgerust met IoT-apparaten op een vergelijkbare manier als slimme huizen om de kosten te optimaliseren en de veiligheid te verbeteren.
Slimme scholen:
Klaslokalen zouden sensoren kunnen hebben (bijvoorbeeld contactsensoren op stoelen) om de aanwezigen in de gaten te houden en automatisch aanwezigheidsformulieren te maken. De aandacht van de leerlingen in de klas kan worden gekwantificeerd met cameragebaseerde eye tracking en microfoongebaseerde geluidsdetectie. Aan de hand van de verzamelde gegevens kunnen de prestaties van leerlingen en leerkrachten worden gecontroleerd. Ook kunnen actuatoren worden geactiveerd om het raam te openen en wat frisse lucht binnen te laten als de aandacht van de klas afneemt.
Transport
Autonoom rijden zal de wereld waarschijnlijk veranderen. In 2020 zijn de beste benaderingen echter meestal zogenaamde ‘niveau 2’-oplossingen, dat wil zeggen gedeeltelijke automatisering, inclusief sturen, optrekken en remmen terwijl de bestuurder beide handen aan het stuur houdt om in te grijpen als dat nodig is. Naar alle waarschijnlijkheid zal de mensheid echter in de toekomst een hoger niveau van autonoom rijden kunnen bereiken. Aangezien zelfrijdende auto's verbonden zijn met het internet, zijn er bij deze machines veel componenten met IoT-ondersteuning betrokken.
Verbonden auto’s
De sensorgegevens van de motor worden naar de cloud gestuurd en door computertoepassingen geanalyseerd, waarbij een waarschuwing wordt verstuurd als een huidig of mogelijk toekomstig probleem wordt gedetecteerd, zoals in het geval van fabricage. Ook kunnen gezondheidsgegevens door de auto worden verzameld, zoals in het geval van wearable apparaten, wat we eerder hebben besproken. Dergelijke gegevens kunnen worden gebruikt om gevaarlijke situaties aan te pakken (bijvoorbeeld als de bestuurder een hartaanval heeft) of om de veiligheid en de rijervaring in het algemeen te verbeteren (bijvoorbeeld om de bestuurder te suggereren te stoppen als hij moe wordt). Voorts kunnen auto's in de cloud met elkaar worden verbonden en informatie delen, en kan zelfs de weg zelf van sensoren worden voorzien. Verbonden auto's en sensoren langs de weg kunnen gegevens verzamelen over het verkeer en het weer in grote gebieden, waardoor betere datagestuurde strategieën mogelijk worden.
Slimme steden
Als alle of de meeste van de tot nu toe besproken technieken worden gebruikt, kunnen steden worden omgevormd tot slimme steden met IoT-technologie. In slimme steden worden sensoren en actuatoren zowel op micro- als op macroschaal gebruikt. Microschaal betekent binnen de verschillende sectoren waar het IoT wordt toegepast. Voorbeelden daarvan werden in dit hoofdstuk besproken. Macroschaal verwijst naar het verbinden van deze individuele sectoren met elkaar om een stadsbreed netwerk van IoT-apparaten te bouwen. Slimme steden omvatten IoT-apparaten op vele niveaus, zoals slimme huizen, slimme ziekenhuizen, slimme scholen, autonoom rijden, slimme fietsen, slim vervoer, slim afvalbeheer, slimme straatverlichting en het internet overal, onder andere.
Naarmate het aantal en de soorten aangesloten apparaten toeneemt, zullen er zeker meer sectoren en scenario's zijn die door het IoT worden verbeterd. Daarom is het belangrijk om het laatste nieuws over het IoT te kennen en te volgen en deze technologieën te gebruiken in jouw persoonlijke en professionele leven.
